WO1990016123A1

WO1990016123A1 - Modem capable de detecter des conditions de synchronisme hors bloc

Info

Publication number: WO1990016123A1
Application number: PCT/JP1990/000769
Authority: WO
Inventors: Yasunao Mizutani; Takashi Kaku
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 1989-06-13
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1990-12-27
Also published as: ES2098268T3; US5319650A; EP0429674A4; DE69030053D1; EP0721265B1; DE69033637D1; EP0721265A2; EP0429674A1; US5574737A; DE69030053T2; US5572537A; CA2034007C; CA2034007A1; DE69033637T2; EP0429674B1; EP0721265A3

Description

明細書フレーム同期外れ検出の可能な変復調装置〔技術分野〕

本発明は、位相変復調方式、直交振幅変復調方式等の変 ¾ 調装置に関する。特に変復調装置における同期式伝送におけるフレーム同期外れの検出が可能な装置に関する。本発明による装置は、例えばデータ通信の端末における変復調装置用に用いられる。

〔従来技術〕

位相変復調方式、直交振幅変復調方式等を採用した同期式のデータ伝送装置においては、データ伝送に先立って行なわれる受信側の自動等化器の自動引き込み等のためのレー二ング信号の中にフレーム同期信号を含ませて送受信間のフレーム同期がとられ、データ伝送中は、トレーニング信号受信時に同期したフレーム位相で動作が行われる。データ伝送中の回線上の特性変動等によりフレーム位相がずれてフレーム同期が外れると、正常にデータ伝送できなくなるが、このプレーム同期外れは受信データの異常からしか判別できない。したがって、迅速かつ的確にフレーム同期を検出する方式があれば、望ましいことである。

一般に、 2400 bp s〜 19200 b p sの伝送速度のァナログ面線を使用する伝送装置においては、データの伝送速度は一般的 2400bpsの整数倍となっている。このため、データを罔期して送受信する時間間隔である変調速度が 2400bpsと異なり、かつ 1回に変復調できる伝送ビツト数が整数の伝送装置においては、基準となる 2400 bpsの整数倍の伝送速度に一致させるために、フレーム位相情報を使用して送受信間でフレーム同期した状態でデータ伝送処理を行なう必要がある。

従来、この送受信間のフレーム位相の同期は、データ伝送に先立って行なわれるトレーニング信号の中にフレーム罔期信号を舍ませて送信倒のフレーム位相に受信倒のフレーム位相を一致させ、データ伝送中はトレーニング信号受信時に同期したフレーム位相に従って動作させるようになっている。

例えば 8変調で 1 フレームを構成していたとすると、各変調毎に変調同期信号が復調され、この復調同期信号の数を力ゥントすることでフレーム位相情報を発生し、カウンタのクリアタイミングはトレー二ング信号の受信時のフレーム同期信号により決められており、それにより、データ伝送中にフレーム同期信号を受けなくとも送受信のフレーム位相の同期をとることができる。

しかし、このような従来のフレーム同期方式にあっては、データ伝送中に雑音による信号波形の歪み、画線の切断等による信号の瞬間的消滅等の特性変動により 1 フレーム内に存在する一部の変調信号が失われると、受信側のフレーム位相がずれてフレーム同期が外れてしまい、いったんフレーム同期が外れると、フレーム同期は面復せず、正常にデータ伝送できなくなり、このフレーム同期外れは受信データの異常か . らしか判断できない不具合があった。

' 〔発明の開示〕

本発明の主要な目的は、送信側における誤り制御符号化手段からのビット列が変換された複素平面上の信号点座標に、フレーム位相情報にもとづき座標画転を施し、受信側における受信点座標に、フレーム位相情報にもとづいて該座標回転と逆の座標回転を施すようにし、送信側における誤り制御符号化手段で付加された冗長度を利用して最ゆうの信号点を判定し、該判定された判定点と復調受信点の距離にもとづいてフレーム同期外れの有無を判定し、それにより、フレーム同期が外れたことを迅速に検出し、変復調装置の動作の信頼性を向上させることにある。

本発明においては、

送信側に、

送信データのビット列を所定の時間間隔で出力するビット処理手段；

該ビット列の時間間の整数 N倍の間隔を 1 フレームとするフレーム位相情報を発生するフレーム位相発生手段；該ビット処理手段からの送信ビット列に所定の手順に従う冗長度を付加して符号化する誤り制御符号化手段；

、該誤り制御符号化手段からのビット列を複素平面上の信号点座標に変換するデータ列対座標変換手段；

該変換された信号点座標を該フレーム位相発生手段からのフレーム位相情報にもとづき座標回転する座標画転手段；および、

該座標回転手段の出力を位相変調又は直交振幅変調して通信回線に出力する変調手段；

を設け、受信倒に、

通信面線の受信信号から複素平面上の受信点座標を復調する復調手段；

送信側から送られたトレーニング信号からフレーム同期信号を検出し、フレーム位相発生手段からのフレーム位相と受信フレーム位相とを一致させるフレーム位相検出手段；該フレーム位相発生手段のフレーム位相情報に基づいて受信点座標に送信側の座標画転手段と逆の回転を施す座標回転手段； - 送信側の誤り制御符号化手段で付加した冗長度を利用して最ゆうの信号点を判定して受信点座標の誤りを訂正する最ゅう信号点判定手段；および、

該最ゆう信号点判定手段による判定点と復調受信点の複素平面上での距離に基づいてフレーム同期外れの有無を判定するフレーム同期外れ判定手段；を設けたことを特徴とするフレーム同期外れ検出の可能な変復調装置、

が提供される。

本発明においては、また、伝送されるデータが最ゆう符号化され、位相変調されて伝送される画線に接続される受信装置が、

位相変調を復調する復調手段、

復調されたベースバンド信号の面転での信号劣化を補償する補償手段、

補償手段の出力する補償済信号について、送信されるべき理想的な複数の信号点のうち、補償済信号が近接する一つの . 信号点を判定出力する近接信号点判定手段、

補償手段の出力する補償済信号を使用して該最ゆう符号化されたデータを復号化し最ゆう信号点を判定出力する最ゆう信号点判定手段、

補償済信号と近接信号点判定手段の出力する硬判定信号点とを比較して第 1 の誤差を作成する手段、

補償済信号と最ゆう信号点判定手段の出力する最ゆう信号点とを比較して第 2 の誤差を作成する手段、および、

該第 1 の誤差と第 2の誤差の相違量を抽出する手段、を備え、該相違量に基づいてフレーム同期外れが検出されることを特徴とするフレーム同期外れ検出の可能な変復調装藿、が提供される。

本発明においては、また、

送信側に、

複素平面上での信号点の遷移を制限する所定の遷移規則に従って送信信号を符号化する誤り制御符号化手段；

該誤り制御符号化手段で符号化された符号化信号を変調して通信回線に送出させる変調手段；

送信データの送信開始時に該誤り制御符号化手段により符号化されない非符号化信号を所定時間送出させる第 1 の送出信号選択手段；

該非符号化信号の送出終了で該誤り制御符号化手段により符号化された所定の符号化信号を所定時間送出させると共に該符号化信号の送出終了で送信データの送出に切換える第 2 の送出信号選択手段；

を設け、受信側に、

該通信画線の受信信号から複素平面上の信号点を復調する復調手段；

該送信側の遷移規則に基づく複数の受信信号の遷移系列の各々にっき評価用数値が設定され、信号受信毎に該評価用数値を更新すると共に更新された評価用数値に基づいて最ゆうの受信信号の遷移系列を選択することにより復調された信号点の誤りを訂正する誤り制御信号復合手段；および、

該非符号化信号から符号化信号の送信に切換えられた際の最初の受信の符号化信号により更新される評価用数値の初期値を該誤り制御信号復号手段に対し設定する評価用数値設定手段、を設けたことを特徴とするデータ伝送の誤り訂正が行われる変復調装置、

が提供される。

〔図面の簡単な説明〕

第 1図は本発明の一実施例としての変復調装置を示す図、第 2図は第 1図装置の動作を説明するための信号波形を示す波形図、

第 3図は誤り制御符号化に用いられるトレリス符号化変調用信号点配置を示す図、

第 4図は本発明の他の実施例としての変復調装置を示す図第 5図は第 4図装置の動作を説明するための信号波形を示す波形図である。

〔発明実施の最良の形態〕

本発明の一実施例としての装置が第 1図に示される。

第 1図装置の動作が第 2図、第 3図に図解される。

第 1図装置においては、送信側で、送信信号をフレーム位相にしたがい複素平面上で画転させ、受信側では、受信した信号点を複素平面上で送信側とは逆に回転して原に戻し、更に硬判定の距離と軟判定の距離の差値にもとづいてフレーム同期が外れたことを判定する。該差値を判定する時、同期外れが少ない回線では硬判定信号点と軟判定信号点が通常同一点となり、その場合、両者の誤差の差は零となることを、及び同期外れが生じた際は両者の誤差の差は大きくなることを使用して、同期外れを測定検出する。そのためには、硬判定値と受信信号との差、即ち、第 1誤差をとり、次に軟判定値と受信信号との差、即ち第 2誤差をとり、次いで第 1誤差と第 2誤差との相違を、例えば滅箕して得、この値を積分処理等を行なって、所定値以上となった時、同期外れと判断すようにすることができる。

第 1図装置において、送信側 1 には、送信データのビット列を所定の時間間隔で出力するビット処理回路 10と、ビット列の時間間隔の整数 N倍の間隔を 1 フレームとするフレーム位相情報を発生するフレーム位相発生画路 12と、データ伝送に先立ちフレーム同期信号を舍むトレーニング信号を発生するトレ一ユング信号発生回路 14と、ビット処理回路 10からの送信ビット列を所定の手順に従う冗長度を付加して符号化する誤り制御符号化回路としてのトレリス符号回路 16と、該誤り制御符号化回路 16からのビット列を複素平面上の信号点座標に変換するデータ列対座標変換回路 18と、データ列対座標変換回路 18で変換された信号点座標にフレーム位相発生回路 12からのフレーム位相情報に基づき所定の座標面転を施す座標回転回路 20と、座標回転回路 20の出力を位相変調又は直交振幅変調して通信面線 6に出力する変調手段 24とを設ける。

受信側 2 には、通信回線 6の受信信号から複素平面上の受信点座標を復調する復調回路 26と、送信側から送られたトレ一二ング信号からフレーム同期信号を検出し、フレーム位相発生回路 28からのフレーム位相と可変遅延回路 30からの受信フレーム位相とがー致するように可変遅延画路 30の遅延量 τ を調整するフレーム位相検出回路 32と、フレーム位相発生面路 28のフレーム位相情報に基づいて受信点座標に送信側の座標回転とは逆の回転を施す座標画転回路 34と、座標回転画路 34から出力された受信点座標に対し伝送される可能性のある複素平面上の信号点の中の最も近い信号点はどれかを硬判定として判定する第 1判定画路 36と、送信側の誤り制御符号化手段 16で付加した冗長度を利用して最ゆうの（最ももっともらしい）信号点を軟判定として判定して受信点座標の誤りを訂正する第 2判定回路 38と、第 1、第 2判定回路 36 , 38による判定点と復調受信点の複素平面上での距離に基づいてフレーム同期外れの有無を判定するフレーム同期外れ判定回路 5 を設ける。

ここでフレーム同期外れ判定回路 5 は、第 1判定回路 36による判定点と復調受信点の距離と第 2判定回路の判定点と復調判定点の距離の差にもとづいてフレーム同期が外れたことを判定する。

具体的には、第 1判定回路 36の判定点と復調受信点の距離を硬判定エラーとしての第 1判定エラー E 1 として算出し、また第 2判定回路 38の判定点と復調受信点の距離を軟判定ェラーとしての第 2判定エラー E 2 として算出し、第 1 と第 2 の判定ェラー E 1 , E 2 の差 " E 1 — E 2 " の平均値が所定の閻値以上となった時にフレーム同期が外れたことを判定する。

また送受信側に設けたフレーム位相発生回路 12 , 32の各々は、第 2図に示すように、 1 フレーム内を前半フレームと後半フレームとの 2 つに分割するフレーム位相情報を発生する, 送信側の座標画転回路 20は、前半フレームに舍まれる信号点座標に所定の座標回転を施し、後半フレームに含まれる信号点座標は非画転とする。一方、受信側の座標回転回路 30は、前半フレームに舍まれる受信点座標に送信部とは逆の所定の座標回転を施して元に戻し、後半フレームに含まれる受信点座標は非回転とする。

この前半フレームと後半フレームにおける座標回転と非画転の閬係は、これに限らず、逆に前半フレームを非画転、後半フレームを回転とすることができる。

更に、送信側、受信側にそれぞれ設けられたフレーム位相発生回路 12 , 32は、相互に独立的に、非同期で、同一フレーム情報を発生する。

第 1図装置において、 1 は送信側、 2は受信側であり、送信側 1 と受信側 2 は通信回線 6を介して接続される。第 1図装置は 14400bpsの伝送速度でデータ伝送を行なう場合の例である。

送信側 1 において、 10はビット処理面路であり、適宜の端末から送信データが与えられており、ビット処理面路 10は送信データのビット列を変調ビット毎に区切り、スクランブル等の処理を行なって出力する。第 1図装置における伝送速度は 14400bpsであることから、 14400bpsを 2400bpsで除算して 6 ビットが得られる、すなわち、ビット処理回路 10は 1変調当り 6 ビットのビット列 " a6n Q5n Q4n Q3n Q2n Ql n 'を出力する。

ビット処理回路 10からの 6 ビットのビット列は誤り制御符号化回路としてのトレリス符号回路 16に与えられ、トレリス符号回路 16は所定の規則に従って冗長 1 ビットを付加した 7 ビットのビット列を出力する。トレリス符号回路 16はビット列処理回路 10からのビット列の下位 2 ビット " &2n Qln "を差動符号器とたたみ込み符号器で成る符号化回路に入力して 3 ビットのサブセット " Y2n Y i n YOn "を作り出す。この 3 ビットのサブセットを上位 4 ビットに合せて 7 ビットのビット列 " Q6n Q5n Q4n & 3n Y2n Y i n YOrTを発生させる _c

トレリス符号回路 16の出力は、スイツチ回路 42を介してデ —タ列対座標変換回路 18に与えられる。スイツチ面路 42はトレリス符号回路 16とトレーニング信号発生回路 14の出力を切り換える。すなわち、データ伝送に先立ってスィツチ回路 42 はトレーニング信号発生回路 14からのトレ一ユング信号を選択し、トレ一ニング信号発生回路 14からのトレ一ユング信号により受信側 2における自動等化器の引込み等を行なわせる, 第 1図装置にあっては、トレーニング信号発生回路 14で発生するトレーニング信号の中にフレーム同期信号が舍まれている。このトレーニング信号の中からフレーム同期信号を受信側 2で検出してトレーニング時にフレーム同期制御を行なう。勿論、スイツチ回路 42はデータ伝送中はトレリス符号画路 16の出力を選択する。

データ列対座標変換回路 18は、トレリス符号回路 16から得られた 7 ビットのビット列を複素平面上の信号点を示す座標に変換する。例えば、データ列対座標変換回路 18は第 3図に示す信号点配置に従って 7 ビットのトレリス符号回路 16からのビット列の 2進数で示される複素平面上の黒点で示す信号点の座標値、即ち実数軸 ( Re ) の振幅値と虚数軸（I m ) の振幅値で成る座標データを出力する。第 3図の信号点配置図において、 A , B , C , Dはトレ一二ング信号の前半の低速度用の信号点となる。

データ列対座標変換回路 18に続いては座標面転回路 20が設けられ、座標回転画路 20はフレーム位相発生回路 12からのフレーム位相情報に基づいてデータ列対座標変換回路 18からの信号点座標に対し複素平面上における所定の回転を施す。

ここで、フレーム位相発生画路 12は電源投入時に始動して独立的に動作しており、送信側フレーム位相情報（第 2図 ( 2 ) ) に示すように、 8変調となる 1 フレームを前半フレームと後半フレームに分けたフレーム位相情報を発生する。このようなフレーム位相発生回路 12からのフレーム位相情報に対し座標回転回路 20は前半フレーム Aに舍まれるデータ列対座標変換回路 18からの信号点座標について複素平面上で回転 β、例えば 0が + 90° 、例えば第 3図の複素平面で右回りに 90° 、の座標画転を施し、次の後半フレームに舍まれる下信号座標については座標回転を行なわない非回転とする処理を 1 フレーム毎に反復する。

座標回転回路 20の出力は変調回路 24に与えられ、位相変調または直交振幅変調等により変調されて通信回線 22に出力される。即ち、変調画路 24においては座標面転回路 20より出力される信号点座標の実数軸 (Re) の振幅値を sino) t で変調し、虚数軸（Ιιη) の振幅値を 90° 進んだ sinw t で変調し、両者が合成された後、通信回線 6 に出力される。

受信側 2 において、 26は復調回路であり、通信画線 6の受信信号から信号点座標、即ち受信点座標を復調する。すなわち、受信信号を c_{0S 6}) t で同期検波して実数軸（Re) の振幅値をとりだし、また、 sinw t で同期検波して虚数軸 (1«) の振幅値をとりだす。勿論、復調回路 26には回線劣化要因を除去する回路例えば自動等化器、 CAPC等、が舍まれる。

復調回路 26に続いては、フレーム位相の同期制御を行なうためのフレーム位相発生回路 28、可変遅延画路 30及びフレーム位相検出回路 32が設けられる。フレーム位相検出回路 32はデータ伝送に先立って行なわれる送信側 1 からのトレーニング信号に舍まれるフレーム同期信号を検出し、受信側 2 のフレーム位相発生回路 28からのフレーム位相情報が送信側 1 に設けたフレーム位相発生回路 12 の送信側フレーム位相情報の位相に一致するように可変遅延回路 30の遅延量 τを調整する。

即ち、送信側 1 に設けたフレーム位相発生回路 12及び受信側 2に設けたフレーム位相発生画路 28のそれぞれは共に電源投入時に独立的に動作して 1 フレームを前半フレームと後半フレームに分けたフレーム位相情報を発生しており、送信側と受信側のフレーム位相は—致していない。そこでフレーム位相検出回路 32においてはトレーニング信号の中から検出したフレーム同期信号により送信側のフレーム位相が知られ、送信側フレーム位相に対する受信側フレーム位相の誤差、即ち遅延量てが求められて可変遅延回路 30の遅延量が調整される。可変遅延量回路 30による信号遅延で独立的な動作状態にある送信側と受信側のフレーム位相発生回路 12 , 28のフレーム位相が一致させられる。

可変遅延回路 30に続く座標回転回路 34においては、フレーム位相発生回路 28からのフレーム位相情報に基づいて可変遅延回路 30を介して得られた受信点座標に複素 ¥面上での送信側とは逆の座標回転が施される。

第 1図装置にあっては、送信側において、前半フレームについて送信側の座標回転回路 20で例えば面転 Θ、例えば 0として + 90 ° の回転、を施し、後半フレームについては非画転であることから、フレーム位相発生回路 28からのフレーム位相情報に基づき前半フレームに舍まれる受信点座標について送信側とは逆の面転 6、即ち 0 として一 90° の座標面転を施し、後半フレームについては非回転とする。

したがって、座標回転回路 34により送信側 100 で座標回転を受けた信号点座標はフレーム同期が正常に取られていれば受信側で座標画転前のもとの信号点座標に復帰する。 - 座標回転回路 34からの受信点座標は硬判定手段としての第 1判定回路 36、軟判定手段としての第 2判定回路 38、それぞれに与えられる。

第 1判定回路 36は伝送される可能性のある複素平面上の信号点の中で、その時の受信信号点に最も近い複素平面上の信号点はどれかを判定し、受信信号点に最も近い座標点を判定点として出力する。

また、第 2 の判定回路 38は送信側のトレリス符号回路 16で行なったトレリス符号による冗長ビットを利用し、最ゆうの複素平面上の予め定められた信号点を受信点として判定し、受信信号点の誤りを訂正する。例えば、送信側のトレリス符号化に従う遷移規則に基づく複数の受信信号の遷移系列の各々にっき評価用数値が設定され、信号受信毎にこの評価用数値を更新すると共に更新された評価用数値に基づいて最ゆうの受信信号の遷移系列を選択することにより、復調された受信信号点の誤りを訂正する。これは、ビイタビ復号判定と称される。ビィタビ復号判定については例えば参考文献 "The Vi terbi Algorithm"", Proceedings of the IEEE, Vol .61. No. 3 , P . 268〜278 、米国 I . E . E . E . 1973年 3月発行、を参照することができる。

第 2判定回路 38で判定された信号点は座標対データ列変換回路 44に与えられ、座標対データ列変換回路 44には信号点配置の各々にっき、 6 ビットデータの 2進数をもつマツビング回路を備えており、このマツビング回路により判定座標点を 6 ビットデータに変換してビット処理回路 46に出力する。ビット処理回路 46はデスクランブル処理等を施すと共に 6 ビッ卜ずつのデータをつないで端末に対し受信データを出力する < 更に第 1 図装置にあっては、フレーム同期外れ判定回路 5 が設けられている。フレーム同期外れ判定回路 5に対しては. 座標回転回路 34からの復調受信点、第 1判定回路 36からの硬判定点、第 2判定回路 38からの軟判定点、それぞれが与えられる。

フレーム同期外れ判定回路 5 は、エラ一計算回路 50 , 52、差演算回路 54、平均化回路 56及び判定回路 58で構成される。

エラー計算回路 50は、復調された受信点と第 1判定回路 36 の判定点の複素平面上における距離を硬判定エラー E 1 として計算する。

また、ェラ一計算回路 52は復調された受信点と第 2判定画路 38の軟判定点の複素平面上での距離を軟判定エラー E 2 として計算する。

エラー計箕回路 50 , 52で計算された硬判定エラー Ε ·1 と軟判定ヱラー Ε 2 は差演算回路 54に与えられ、差演箕画路 54で両者の差分 " Ε 2 — Ε 1 " が箕出される。差演算回路 54の出力は平均化画路 56に与えられる。平均化回路 56で、例えば数フレーム分の差分値の平均を得る。得られた平均にもとづき最終的に判定回路 58で予め定められた所定の閽値と比較し、その平均値が閻値以上となったときにフレーム同期外れの判定出力を発生させる。

次に、第 2図の信号波形図を参照して第 1図装置の動作を説明する。

送信側 1及び受信側 2 の電源を投入すると、送信側 1 のフレーム位相発生回路 12及び受信側 2 のフレーム位相検出回路 32は独立的に動作する状態となって独立に前半フレームと後半フレームを示すフレーム位相情報を発生する（第 2図（ 2 ) ( 6 ) ) o

データ伝送に先立ってスィッチ回路 42がトレ一二ング信号発生回路 14側に切り換わり、トレーニング信号発生回路 14よりフレーム同期信号を舍むトレーニング信号が受信側 2 へ送信される。受信側 2 は送信側 1 からのトレーニング信号を受信して復調回路 26に設けられている自動等化器の引込み等の回線捕償処理を行なうと共に、フレーム位相検出回路 32でトレーニング信号に舍まれるフレーム同期信号を検出し、送信側 1 に設けているフレーム位相発生回路 12のフレーム位相のタイミングを検出する。このため、フレーム位相検出回路 32 において、送信側のフレーム位相情報と受信側のフレーム位相情報との位相差、即ち遅延量てが検出され、フレーム位相検出回路 32は可変遅延回路 30の遅延量を検出された遅延量 τ に調整する。従って、送受信側のフレーム位相が一致していなくても、フレーム同期信号に基づく可変遅延回路 30の遅延量 τの設定により可変遅延回路 30の信号遅延を経て得られた受信信号のフレームはフレーム位相発生画路 28のフレーム位相情報に一致するようになる。

このようなトレーニング信号の送出が終了すると、送信側 1 は端末からの送信データのデータ伝送を開始する。

まずビッ卜処理回路 1 0において、送信データから変調同期信号に同期して 1変調毎に 6 ビットのビツト列を取り出し、トレリス符号回路 16における下位 2 ビットの符号化により宂長 1 ビットを付加した 7 ビット列に変換し、スィッチ回路 42 を介してデータ列対座標変換回路 18に出力する。トレリス符号化変調の信号点配置の一例が第 4図に示される。データ列対座標変換回路 18は、このときに入力した 7 ビットの 2進数に対応した信号点配置をもったマ 'ンピング画路により信号点座標に変換し、座標回転回路 20に出力する。

座標回転回路 20に対してはフレーム位相発生回路 12よりフレーム位相情報が与えられており、フレーム位相情報の前半フレーに舍まれる 4つの信号点座標につき複素平面上で所定の座標回転 0、例えば 0 として + 90 ° の座標回転を施し、後半フレームに舍まれる 4 つの信号点座標については非回転として変調回路 24に出力する。このように座標回転回路 20を介して順次出力される信号点座標は、変調回路 24で実数軸

( Re ) の座標値については cos w t で変調され、一方、虚数軸 ( I m ) の座標については 90 ° 進んだ s i n w t で変調され、両者の合成信号が通信画線 6に出力される。受信側 2においては、復調回路 26で通信回線 6 の受信信号から信号点座標を復調し、可変遅延回路 30でトレーニング信号受信時に設定された遅延量 rの信号遅延を施すことでフレーム位相の同期をとつて座標回転回路 34に与える。座標回転回路 34はフレーム位相発生回路 28からの位相情報、即ちフレーム位相情報（第 2図（ 6 ) ) に基づき、 1 フレームの前半フレームの受信点座標については送信側とは逆の座標回転 Θ、即ちとして一 90 ° の座標回転を施し、後半フレームについては非回転とする。従って、座標回転回路 34から出力された受信点は送信側における座標回転前の信号点に戻されるようになる。

座標回転回路 34で座標回転が施された受信点座標は第 2判定回路 38に与えられ、ビイタビ復号処理により最も尤もらしぃ複素平面上の信号点を判定して復調された受信点の誤りを訂正し、座標対データ列変換回路 44でマッビング回路を使用して誤り訂正された受信信号点を 6 ビットデータに変換し、ビット処理回路 46でデスクランブル等の処理を施した後、 1 変調毎に受信される 6 ビットデータをつないで適宜の端末側に受信データを送出する。

フレーム同期外れ判定回路 5にあっては、 1変調の変調信号を受信する毎に得られる第 1判定回路 36及び第 2判定画路 38からの判定点と実際の受信点とを使用してエラー計算画路 50 , 52のそれぞれで硬判定ェラー E 1及び軟判定エラー E 2 を計算し、差演箕回路 54で両者の差を求め、平均化回路 56で所定フレーム数の平均化を行ない、その結果を判定回路 58に即ち、硬判定エラー E 1及び軟判定エラー E 2 は共に回線上の特性により大きく変化し、回線特性が安定している場合にはフレーム同期外れによる軟判定ェラーの増大のみを検知してフレーム同期外れを判定できる。しかし、一般に回線上の特性の変動が大きいことが考慮される。したがって、両者の判定エラーの差の平均を取ることにより回線特性に起因したエラー量を解消させ、フレーム同期外れに起因した軟判定ェラーの変化分の平均値に基づき正確にフレーム同期外れを判定することができる。

尚、第 1図装置にあっては送受信側のフレーム位相情報の前半フレームについて信号点座標の回転、逆回転を行ない、後半フレームについては非画転としているが、これに限らず. 前半フレームを非回転、後半フレームを回転、逆回転と入れ換えても同様な効果が得られる。

また、第 1図装置にあっては、 1 フレーム内を前半と後半の 2つに分割したフレーム位相情報を発生しているが、これに限らず、 3分割、 4分割というように適宜選択されたフレーム位相情報であってもよい。

更に第 1図装置は、信号点座標の回転を複素平面上で 90 ' 行なう場合の例であるが、これに限らず、フレーム同期外れによる軟判定エラーが充分に得られるよう適宜選択された回転量としてもよい。

本発明の他の実施例としての装置が第 4図に示される。第 4図装置の動作が第 5図に図解される。

第 4図装置は前記の第 1図装置と技術的に密接に関係して 19 設定されている所定の闥値と比較する。

このような送信側 1 と受信側 2の間のデータ伝送中に通信回線 6で交換接続等に起因した瞬断により 1 または複数の変調信号が欠落したとする。この場合、復調同期信号（第 2図 ( 8 ) ) が 1 フレーム間隔で 7 もしくはそれ以下となり、受信側のフレーム位相がずれる。このように、受信側のフレーム位相がずれると送信側の回転フレームに舍まれる変調信号が受信側で逆回転フレームのタイミングとならずに非面転のフレームに対応し、または送信側で非画転フレームに舍まれる変調信号が受信側で逆回転フレームに対応する。したがつて、受信側 2の座標画転画路 34で送信側に対し逆回転を行なつても信号点はもとに戻らなくなる。このため、フレーム位相がずれたときに第 2判定回路 38の判定点は復調受信点の連続性が崩れ、大きな軟判定エラ一 E 2を生ずる。いったんフレーム同期が崩れると回復しないため、平均化回路 56の平均値が判定回路 58の閽値を上面ることになる。それにより、フレーム同期外れの判定出力を得ることができる。

フレーム同期外れ判定回路 5 の判定出力が得られた場合には、データ伝送不能状態に陥っている。この場合に、送受信側を再起動してトレーニング信号の送信から再開始させることで正常のデータ伝送に復旧させることができる。

更に、フレーム同期外れ判定回路 5にあっては、硬判定ェラー E 1 と軟判定エラー E 2のその平均値に基づいてフレーム同期外れを判定するため、面線特性に起因するエラー量を解消させて正確にフレーム同期外れを判定することができるらの送信データの出力選択に切り換える。

誤り制御符号化手段としてのトレリス捋号回路 110 は送信信号に対し予め決められたある手順に従い送信する信号点の複素平面上での遷移を制限する遷移規則に従って誤り制御のための符号化を行なう。

トレリス符号回路 110 に対しては、例えば選択切換スィッチ回路 180 を介してビット処理回路 300 より 1変調毎に 6 ビッ卜のビット列 "Q6n Q5n Q4n fi3n Q2n Qln"が与えられる。このビット列の下位 2 ビット "Q2n QlrTについて差動符号器とたたみ込み符号器を使用して符号化することで、冗長 1 ビットを付加したサブセット "Y2n Yin Yn" を発生する。このサブセットに上位 4 ビット "Q6n Q5n Q4n Q3n*と合わせた 7 ビット列、即ち 6 ビットに冗長 1 ビットを加えたビット列 "Q6n Q5n Q4n Q3n Y2n Yin YOn"と符号化され、この符号化された信号が出力される。

トレリス符号回路 110 の出力はビット列対座標変換回路 340 に与えられ、ビット列対座標変換回路 340 において、送信ビット列に対応する複素平面としての位相平面上の信号点座標を出力する。

このビット列対座標変換回路 340 により変換されるトレリス符号回路 110 からの入力 Ί ビット列に対する複素平面上での信号点座標は、例えば第 3図に示すようである。

ビット列対座標変換回路 340 の出力は第 1 の送出信号選択手段としての選択スィツチ回路 160 を介して変調回路 140 に与えられる。選択スィツチ回路 160 はビツト列対座標変換西 21 おり、実用にあたり、第 1図装置の技術と第 4図装置の技術は併用されることが好適である。

第 4図装置において、送信側 1 と受信側 2は電話酉線等の通信回線 6を介して接続されており、送信側 1 に対する送信データとしてのユーザデータを誤り制御のために符号化した後に位相変調または直交搌幅変調により変調して通信面線 6 に送出し、一方、受信側 2にあっては通信画線 6からの受信信号を復調し、最ゆう復号方式により誤り訂正を行なって送信データ（ユーザデータ）を再生する。

まず送信側 1 を説明すると、送信側 1 には、ビット処理画路 300 が設けられ、ビット処理回路 300 に対しては送信端末としてのユーザ端末から送信データが与えられ、送信データにスクランブル等のビット処理を行なった後、 1変調毎に送信するビット数に区切って出力する。例えば、ビット処理西路 300 は 1変調当り 6 ビットに区切つたビット列 " E16n Q5n Q4n Q3 n 02n a i rTを出力する。尚、 nは変調数を示す整数である。

180は第 2 の送出信号選択手段としての選択スィツチであり、選択スィツチ 180 はビット処理回路 300 の出力と符号化信号発生回路としての高速度信号発生回路 280 の出力を誤り制御符号化回路（トレリス符号画路） 110に対し切り換える。即ち、選択スィツチ画路 180 は送信データの送信に先立つスタートァップ段階で符号化及び復号を開始した時点よ-り所定時間の間、高速度信号発生回路 280 からの高速度信号をトレリス符号回路 1 10 に出力し、その後、ビット処理回路 300 か路 340 の出力と非符号化信号発生回路としての低速度信号発生回路 260 の出力を変調回路 140 に対し切り換えるもので、送信データの送信に先立つ起動段階で、まず選択スィッチ画路 160 は低速度信号発生回路 260 の出力を選択して一定時簡の間、低速度信号を変調回路 140 を介して通信回線 6に送出し、低速度信号の送出が終了するとビット列対座標変換回路 340 の出力、即ちトレリス符号回路 110 で符号化された信号出力を選択する。

変調回路 140 は、複素平面上の送信信号点の座標入力に対する変調信号を発生し、具体的には複素平面上の信号点入力座標における実数軸（Re ) の振幅値を cos w t で振幅変調し、また虚数軸 ( I m ) の振幅値を 90 ° 位相が進んだ s i n w t で振幅変調し、これらを合成して通信回線 6に出力する。

受信側 2 において、 200は復調回路であり、通信回線 6から受信した変調信号を復調し、複素平面上における受信信号点の座標を出力する。すなわち、受信された変調信号を

cos ω t と s i n w t の各々で同期検波することで実数蚰（Be) の振幅成分と虚数軸（）の振幅成分を再生して、受信信号点の座標データを検出する。

復調回路 200 の復調出力、即ち受信信号点の座標データは誤り制御復合手段としての誤り制御信号復号回路 220 に与えられ、送信側で制限される信号点の遷移規則を利用し、最ゅうの受信信号の遷移系列を選択することにより、選択された遷移系列に従った複素平面上の最ゆうの信号点座標を出力することで復調回路 200 から得られた受信信号点の誤りを訂正する。

即ち、誤り制御信号復調回路 220 は、送信側で制限される信号点の遷移規則で定まる複数の受信系列の各々について評価用数値をもっており、信号を受信する毎にこの評価用数値を更新し、更新された評価用数値により最ゆうの受信信号の信号系列を選択して受信信号点の誤りを訂正する。

最ゆう復号回路 220 により誤り訂正を受けた受信点の座標データは、座標対ビット列変換画路 360 に与えられる。座標対ビット列変換回路 360 は入力した複素平面上の受信点座標に対応するビット列を出力するものである。第 4図装置は、 1変調当り 6 ビッ卜のビット列の伝送の場合の例であるから、座標対ビット列変換回路 360 からはビット列 " Q6n Q5n Q4n Q3 n Q2n Q l iT力く出力される _c

座標対ビット列変換面路 360 から出力されたビット列はビット処理回路 380 に与えられ、 1変調毎に区切られたビット列をつなぎ合わせ、それとともにデスクランブル等のビット処理を施し、受信側の端末装置に対し受信データを出力する《更に第 4図装置にあっては、受信側 2に設けた誤り制御信号復号画路 220 に対し評価用数値設定回路 240 が設けられている。評価用数値設定回路 240 は、送信側 1からの送信信号が符号化されていない低速度信号から符号化された高速度信号に切り換つた際の、最初に受信される高速度信号により更新される評価用数値を誤り制御信号復号回路 220 に対し設定する。この評価用数値設定手段 240 で設定する評価用数値としては、送信側 1 より復号化された高速度信号を所定数以上受信した場合に、誤り制御信号復号回路 220 で取り得る受信信号の遷移系列を表わす評価用数値を用いる。

第 4図装置の動作が、第 5図を参照しつつ説明される。まず、時刻 t 1 で送信側 1 に対し端末側より転送要求が行なわれると、選択スィッチ回路 160 が低速度信号発生回路 260 側に切り換わり、低速度信号発生回路 260 からの低速度信，が選択スィツチ回路 160 を介して変調回路 140 に与えられ、変調回路 140 で変調された低速度信号を通信回線 6 に送出する。通信回線 6からの受信信号は、復調回路 200 で復調されて低速度信号が再生され、受信側 2に設けている誤り制御信号復合回路 220 、座標対ビット列変換回路 360 、ビット処理回路 380 、更に他の必要な回路部の起動動作が行なわれる。この低速度信号受信による起動時には、誤り制御信号復合画路 220 による復号動作は行なわれない。

時刻 t 1 より一定時間、即ち所定ビット数の連続データにわたる低速度信号の送信が終了すると、選択スィツチ回路

160 は低速度信号発生回路 260 の出力を切り離してビット列対座標変換回路 340 の出力を変調回路 140 に接続する。同時に低速度信号発生回路 260 の終了タイミングで、選択スイツチ回路 180 が、同時に起動されている高速度信号発生回路 280 の出力を選択し、この伝送系に予め定められているビットバターンをもつ高速度信号を誤り制御符号化回路 110 に供給する。

高速度信号発生回路 280 からは固定的に定められたビットバターンをもつ 6 ビットのビット列が出力され、ビットバタ一ンは同一パターンの反復か、または所定の手順に従って変化する複数種類のビットパターンを反復して出力するかのいずれかである。

選択スィツチ回路 180 を介して得られた高速度信号は、娯り制御符号化回路 110 により誤り制御のための符号化処理により冗長 1 ビットを付加した 7 ビット列に変換され、次のビット対座標変換回路 340 において、 7 ビット列に対応する複素平面上での信号点の座標データに変換され、選択スィツチ回路 160 を介して変調回路 140 で変調された後、通信画線 6 に出力される。

受信側 2に復調回路 200 で符号化された最初の高速度信号が復調され信号点座標データが誤り制御信号復合面路 220 に供給されると、受信側において低速度信号の時間が図示されないタイマで計測され、一定時間経過したときに、該信号点座標データの供給のタイミングが知られる。誤り制御信号復号回路 220 は、このタイミングで、評価用数値設定手段 240 により予め設定されている評価用数値を受信復調された信号点座標に基づいて更新し、この更新された評価用数値に基づいて、受信信号の遷移系列に従った信号点座標となるように, 復調された信号点座標の誤りを訂正する。

即ち、最初に符号化された高速度信号を受信した際には、誤り制御信号復合回路 220 において、それ以前に符号化された高速度信号を復号していないために更新すべき評価用数値も存在しないのである。しかし、第 4図装置においては、評価用数値設定手段 240 により、見かけ上、既に所定数以上の高速度信号が受信されて誤り制御信号復号されていると同じ状態が作り出されている。従って第 4図装置においては、受信側における評価用数値が送信信号の遷移規則より見て連繞性のあるものとなり、復号化された高速度信号の送信切換え直後においても誤り制御信号復号回路 220 において、正しい誤り訂正を行なうことができる。

誤り制御信号復号回路 220 で誤りが訂正された受信信号点座標は、座標対ビット列変換回路 360 で 6 ビットのビット列に変換された後、ビット処理回路 380 で変調毎に区切られたビット列をつなぎ合わせた受信データに変換される。

このような時刻 t 2からの高速度信号の送信が一定時間経過後の時刻 t 3で終了すると、送信側 1 の選択スィ 'ンチ面路 180 は高速度信号発生回路 280 の出力を切り離してビット処理回路 300 の出力を誤り制御符号化回路 1 10 に接続し、送信データにスクランブル等のビット処理を施した後、 1変調毎の 6 ビット列に区切って誤り制御符号化回路 1 10 に出力し、高速度信号と同様、誤り制御のための符号化を施して受信倒 2に送出し、受信側 2側で誤り制御信号復号回路 220 による誤り訂正により常に正しい受信データを得ることができる。

尚、第 4図装置は、 1変調当り 6 ビットのビット列に区切つて伝送する場合の例であるが、これに限らず、伝送速度に応じて 1変調当りのビット数は伝送速度に応じて適宜選択されることができる。

Claims

請求の範囲

(1) 送信側に、

該ビット列の時間簡隔の整数 N倍の間隔を 1 フレームとするフレーム位相情報を発生するフレーム位相究生手段；該ビット処理手段からの送信ビット列に所定の手顧に従う冗長度を付加して符号化する誤り制御符号化手段；

該誤り制御符号化手段からのビット列を複素平面上の信号点座標に変換するデータ列対座標変換手段；

該変換された信号点座標を該フレーム位相発生手段からのフレーム位相情報にもとづき座標回転する座標回転手段；および、

該座標面転手段の出力を位相変調又は直交振幅変調して通信回線に出力する変調手段；

を設け、受信側に、

送信側から送られたトレー二ング信号からフレーム同期信号を検岀し、フレーム位相発生手段からのフレーム位相と受信フレーム位相とを一致させるフレーム位相検出手段；該フレーム位相発生手段のフレーム位相情報に基づいて受信点座標に送信側の座標面転手段と逆の回転を施す座標画転手段；

. ，

WO 90/16123 PCT/JP90/00769

29

送信側の誤り制御符号化手段で付加した冗長度を利用して最ゆうの信号点を判定して受信点座標の誤りを訂正する最ゅう信号点判定手段；および、

該最ゆう信号点判定手段による判定点と復調受信点の複索平面上での距離に基づいてフレーム同期外れの有無を判定するフレーム同期外れ判定手段；

を設けたことを特徴とするフレーム同期外れ検出の可能な変復調装置。

(2) 該フレーム同期外れ判定手段は、該座標回転手段から出力された受信点座標に対し伝送される可能性のある複素平

^: ·

面上の信号点の中の最も近い信号点はどれかを判定する最近信号点判定手段を舍み該最近信号点判定手段による判定点と復調受信点との距離と、該最ゆう信号点判定手段の判定点と復調受信点との距離の差にもとづいてフレーム同期が外れたことを判定する請求項' 1記載の装置。

(3) 該フレーム同期外れ判定手段は、該最近信号点判定手段の判定点と復調受信点との距離を硬判定エラーとしての第 1判定エラーとして算出すると共に、該最ゆう信号点判定手段の判定点と復調受信点との距離を軟判定エラーとしての第 2判定エラーとして算出し、該第 1判定エラーと第 2判定工ラーの差の平均値が所定のしきい値以上となつた時にフレーム同期が外れたことを判定する請求項 1記載の装置。

(4) 送信側のフレーム位相発生手段及び受信部のフレーム位相発生手段の各々は、 1 フレーム内を前半フレームと後半フレームの 2 つに分割するフレーム位相情報を発生し、該送信側の座標回転手段は前半フレームに舍まれる信号点座標に所定の座標回転を施し、後半フレームに舍まれる信号点座標は非面転とし、

該受信側の座標面転手段は前半フレームに舍まれる受信点. 座標に送信倒とは逆の所定の座標画転を施し、後半フレームに舍まれる受信点座標は非回転とする請求項 1記載の装置。

(5) 送信側の座標回転手段は前半フレームに舍まれる信号点座標を非面転とし、後半フレームに舍まれる信号点座標に所定の画転を施し、

受信側の座標回転手段は前半フレームに舍まれる受信点座標を非面転とし、後半フレームに含まれる受信点座標に送信側のと逆の座標画転を施す、—請求項 4記載の装置。

(6) 送信側及び受信側のフレーム位相発生手段の各々は、独立的に非同期で同じフレーム位相情報を発生する、請求項 1記載の装置。

(7) 伝送されるデータが最ゆう符号化され、位相変調されて伝送される回線に接続される受信装置が、

位相変調を復調する復調手段、

復調されたベースバンド信号の回転での信号劣化を補償する補償手段、

捕償手段の出力する捕償済信号について、送信されるべき理想的な複数の信号点のうち、補償済信号が近接する一つの信号点を判定出力する近接信号点判定手段、

捕償済信号と近接信号点判定手段の出力する硬判定 ft号点とを比較して第 1 の誤差を作成する手段、

捕償済信号と最ゆう信号点判定手段の出力する最ゆう信号点とを比較して第 2 の誤差を作成する手段、および、

該第 1 の誤差と第 2の誤差の相違量を抽出する手段、を黴え、該相違量に基づいてフレーム同期外れが検出されることを特徴とするフレーム同期外れ検出の可能な変復調装置。

(8) 送信側に、

該誤り制御符号化手段で符号化された符号化信号を変調して通信画線に送出させる変調手段；

を設け、受信側に、

該通信回線の受信信号から複素平面上の信号点を復調する復調手段；

該送信側の遷移規則に基づく複数の受信信号の遷移系列の各々にっき評価用数値が設定され、信号受信毎に該評価用数値を更新すると共に更新された評価用数値に基づいて最ゆうの受信信号の遷移系列を選択することにより復調された信号点の誤りを訂正する誤り制御信号復号手段；および、

該非符号化信号から符号化信号の送信に切換えられた際の最初の受信の符号化信号により更新される評価用数値の初期値を該誤り制御信号復号手段に対し設定する評価用数値設定手段、を設けたことを特徴とするデータ伝送の誤り訂正が行われる変復調装置。

(9) 該評価用数値設定手段は、該符号化信号を所定数以上受信した場合に該誤り制御信号後号手段でとりうる評価用数値を設定する、請求項 8記載の装置。

( 10 ) 該第 1 の送出信号発生手段は、低速度信号発生手段からの該非符号化信号としての低速度信号を選択送出し、該第 2の送出信号選択手段は、高速度信号発生手段からの該符号化信号としての高速度信号を選択送出する、請求項 8記載の装置。